کیتوسان چیست؟ چه کاربردی دارد؟

این ماده یک پلیمر آمینه پلی ساکاریدی است که به صورت تجاری از پوسته خرچنگ (Crap) ، خرچنگ رودخانه (خرچنگ خاردار) و میگو تولید می شود. با استخراج این پوسته توسط اصلاح شیمیایی (استیلاسیون) و یا آنزیمی می توان پوسته ی خارجی این موجودات را با کمک مواد قلیایی مانند سدیم هیدروکسید استخراج نمود. میگو منبع اصلی کیتوسان در نظر گرفته می شود زیرا حاوی  25٪ تا 40٪ کیتین است ، در حالی که پوسته خرچنگ تقریبا 15٪ تا 20٪ می باشد.

کیتوسان با فرمول شیمیایی (C6H11NO4) از استیل زدایی کیتین بدست می آید که به دلیل غیر سمی بودن، خاصیت جذب بالا، امکان تجزیه در طبیعت، سازگاری با محیط زیست، مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی، توانایی حذف محدودهی وسیعی از رنگ ها و فلزات، سینتیک سریع و در نهایت امکان تهیه مشتقات فراوان از آن، بسیار مورد توجه است.

چند نمونه از کاربرد های مهم کیتوسان: 

• تصفیه فاضلاب و مهندسی آب

کیتوسان به دلیل ماهیت پلی کاتیونی، می تواند به عنوان یک عامل لخته کننده عمل کند و همچنین می تواند به عنوان یک عامل کی لیت کننده، یونهای فلزات سنگین را به دام بیندازد.

• صنایع کاغذ سازی و بسته بندی

زیست تخریب پذیری و سازگاری بالای آن با محیط زیست باعث شده است که از کیتین و کیتوسان در صنایع بسته بندی و همچنین کاغذهای قابل بازیافت استفاده شود.

کیتوسان به دلیل شباهت زیاد ساختاری با سلولز می تواند به راحتی در کارخانه های کاغذسازی استفاده شود. کاغذهای تولیدی از کیتوسان دارای سطح صاف و مقاومت بالا در برابر رطوبت هستند که بسیار برای چاپ و نقاشی مناسب می باشند. همچنین به دلیل پیوندهای هیدروژنی بین زنجیرهای پلیمر، کاغذ قابل انعطاف و محکم بوده و در مقابل پارگی مقاومت می کند. علاوه بر این، کیتوسان به دلیل خاصیت ضدمیکروبی، در صنایع بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود.

• صنایع نساجی

کیتوسان به عنوان یک بیوپلیمر طبیعی غیرسمی، زیست تخریب پذیر و سازگار با محیط زیست گزینه مناسبی برای استفاده در صنایع نساجی است و علاوه بر این، خاصیت ضد باکتری این نمونه از الیافها موجب شده که امروزه از آنها در لباسهای ورزشی، البسه خانم ها، کودکان و لباسهای ظریف، زیبا، ضد بو و ضدحساسیت استفاده شود.

• صنایع غذایی

به دلیل ویژگیهایی چون خواص ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی و نیز جلوگیری از تغییر طعم و مزه و افزایش ماندگاری، از کیتوسان به عنوان یک افزودنی در فراورده های گوشتی و لبنی استفاده می شود.

همچنین در بسته بندی مواد غذایی، فیلم های تولید شده از کیتوسان بی خطرند و به طور وسیعی برای بسته بندی غذاها استفاده می شوند. این بسته بندیها علاوه بر اینکه دارای خاصیت ضد میکروبی هستند از ویژگی مکانیکی خوبی نیز برخوردار می باشند.

• کشاورزی

در جهت ایجاد یک پوشش نازک روی خوراکی هایی نظیر میوه و سبزیجات که به صورت یک فیلم محافظ ضدباکتری و ضدقارچ مانع از فساد محصولات کشاورزی می شود.

• پزشکی و بیو پزشکی

کیتوسان با درجه خلوص مناسب در سیستم های آزادسازی و رهایش دارویی، همودیالیز، پوست مصنوعی، مشمع های دارو یی، بی حرکتی آنزیمی، لنزهای تماسی، بانداژ چشم، ارتوپدی، نخ جراحی، دندان پزشکی و کشاورزی به کار رفته و علاوه بر آن اثراتی چون توانایی جذب چربی، کاهش گلوکز، کلسترول و تری گلیسرید و ضد میکروبی نیز آن گزارش شده است، از حلالیت اندک کیتوسان، باعث محدودیت هایی در کاربرد این ماده ارزشمند شده است.

کیتوسان در بخش های مختلف صنعت داروسازی به اندازه ای اهمیت دارد که پیش بینی شده بود در سال ۲۰۰۵ میلادی یکی از پرفروش ترین و مطرح ترین مواد اولیه تولید شده در جهان بوده و بازار جهانی را تحت الشعاع خود قرار دهد. ۷۵ درصد کیتوسان تهیه شده کاربرد دارویی و بهداشتی خواهد داشت. از کیتوسان به عنوان یک حامل دارویی قرن بیست و یکم نام برده شده است.

• کاربرد در مهندسی پزشکی

از کاربردهای در حال گسترش پلیمر کیتوسان در مهندسی پزشکی می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

کاربرد در بهبود زخم، کاربرد در مهندسی بافت، کاربرد در ساخت حامل های دارویی در رهایش دارو، ساخت نانوحامل های کیتوسان در رهایش داروهای ضد سرطان و رهایش واکسن ها، ژن تراپی و زیست تصویر نگاری از ارگانهای حیاتی.

Yen, M. , Yang, J. , Mau, J. 2009. Physicochemical characterization of chitin and chitosan from crab shells. Carbohydrate Polymers. 75(1): 15-21.
Wang, T. , Zhu, X.K. , Xue, X.T. , Wu, D.Y. 2012. Hydrogel sheets of chitosan, honey and gelatin as burn wound dressings. Carbohydrate Polymers. 88(1): 75-83.